La représentation des couleurs

Comment définir une couleur ? Une personne normale peut distinguer près d’un million de couleurs différentes

Les nuanciers

Aristote La couleur est composée (-384 / -322) La couleur est composée de blanc (clarté) et de noir (obscurité) La lumière blanche du soleil se colore lorsqu’elle est obscurcie par de la fumée Platon Aristote confusion entre couleur et clarté L’école d’Athène Raphaël - 1510

Succession linéaire des 7 couleurs du blanc au noir blanc - jaune -rouge - violet - vert - bleu - noir jour nuit clarté obscurité chaque couleur est composée d’un mélange de blanc et de noir rouge = 1 blanc + 1 noir

Léonard de Vinci (1452 - 1519) même succession de couleurs dans un ordre différent

Isaac Newton (1643 - 1727) ‘ a new theory of light ’ 1672 - 1704 La couleur d’un objet fait croire que la ‘couleur’ est une propriété intrinsèque de l’objet Newton a mis en évidence la relation ‘couleur-lumière’

Cahier de laboratoire de Newton source spectre lentille prisme prisme ‘ having darkened my chamber and made a small hole in my window shuts, I placed my prismat this entrance, that it might be refracted to the opposite wall. It was a pleasing divertissement to view the vivid colors produces thereby. I became surprised to see them in an oblong form; which, according to the laws of refraction, I expected should have been circular… ’

3 observations fondamentales 1 la lumière blanche est décomposée par le premier prisme ‘light is a heterogeneous mixture of differently refrangible rays’

2. la lumière monochromatique n’est pas décomposée par un deuxième prisme

La somme des rayonnements monochromatiques 3 La somme des rayonnements monochromatiques reconstitue la lumière blanche violet - indigo - bleu- vert - jaune - orange - rouge analogie arbitraire avec les 7 notes de la gamme pas de rapport simple entre les fréquences (≠ octave)

Le cercle chromatique de Newton 7 couleurs (≈ gamme) rouge - orange - jaune - vert - bleu -indigo - violet p q r s t v x complémentaire du rouge = cyan (bleu-vert rouge jaune La lumière est constituée de corpuscules que le prisme diffracte en fonction inverse de leur taille violet vert bleu

Modèle corpusculaire Les 7 couleurs sont dues à 7 corpuscules de masses différentes qui sont déviés selon leur masse Le caractère corpusculaire décrit par Newton ne permet pas l’interpétation correcte des phénomènes d’interférences Les anneaux de Newton 1670

Johann Wolfgang Goethe (1749 - 1832) ‘zur farbenlehre’ (1810) Opposition à Newton Le blanc ne peut pas être la somme de toutes les couleurs ‘ mehr licht ’ le concept de couleur naît de la dualité ‘ lumière - obscurité ’

Goethe cherche à établir les conditions dans lesquelles se produisent les couleurs Pour produire une couleur la lumière doit être obscurcie Ombres colorées Le soleil vu à travers la fumée paraît rouge Képler « la couleur est de la lumière plus ou moins ternie » Cercle de Goethe ‘ d’une part nous avons la lumière, de l’autre les ténèbres nous plaçons un milieu trouble entre les deux de ces oppositions avec l’intermédiaire naissent les couleurs ’

La couleur d’un objet est influencée 3 types de couleurs (1810) Couleurs physiques ou ‘ couleurs lumières ’ Décomposition de la lumière blanche Couleurs chimiques ou ‘ couleurs matières ’ Pigments et teintures Propriété intrinsèque de l ’objet Couleurs physiologiques La couleur d’un objet est influencée par son environnement

les rayures grises ont des Couleurs physiologiques la perception des couleurs vert plus vif à droite le V paraît plus bleu le V paraît plus vert les rayures grises ont des aspects différents

X

Michel Eugène Chevreul (1786 -1889) directeur de la Manufacture des Gobelins 1864 répertoire de 14420 tonalités chromatiques catalogue universel des couleurs classer les échantillons de fils des Gobelins

Chevreul cercle chromatique 72 tons de base rayonnant autour du blanc sombre chaque couleur comporte 20 échelons du clair au sombre sur l’axe perpendiculaire au cercle classement des 35 000 écheveaux de fibres des Gobelins clair

‘de la loi du contraste simultané des couleurs’ Michel Eugène Chevreul ‘de la loi du contraste simultané des couleurs’ (1839) Les deux petits carrés sont du même gris ! Loi du contraste chromatique une couleur est influencée par ses voisines impressionnisme Impression du soleil levant Claude Monet - 1872

Naissance de la théorie trichromatique Young - Maxwell - Helmholtz Composition rouge, bleue, jaune

la trivariance visuelle Thomas Young (1773 - 1829) Mise en évidence du caractère ondulatoire de la lumière interférences : fentes d’Young 1802 la trivariance visuelle l’œil ne peut percevoir que 3 couleurs la rétine contient 3 types de cellules réceptrices confirmé par la mise en évidence de 3 types de cônes dans la rétine au 20ième siècle 1814 - Pierre de rosette

‘manuel d’optique physiologique’ Hermann von Helmholtz (1821 - 1894) ‘manuel d’optique physiologique’ (1856) 3 couleurs fondamentales : rouge - vert - violet 3 variables : teinte, saturation, clarté différence entre lumière et couleur Champ des couleurs

James Clerk Maxwell (1831 - 1879) additivité des couleurs primaires 1861 montre que l’on peut obtenir une image couleur en superposant des images ‘ noir et blanc ’ à travers 3 filtres de couleur rouge, vert et bleu

Egalisation des couleurs

Jacques Christophe Le Blon inventeur de l’impression en couleur (1731) (1667-1741) inventeur de l’impression en couleur (1731) Superposition de 3 planches gravées Rouge - Jaune - Bleu permet de reproduire toutes les couleurs Portrait de Louis XV - 1739

J.C. Le Blon 3 couleurs (rouge, jaune, bleu) Imprimerie moderne cyan - magenta - jaune + noir

Mélanges additifs et soustractifs Combinaison de rayons lumineux (émission) Combinaison de pigments (absorption) S l = blanc mélange additif Télévision rouge - vert - bleu S l = noir mélange soustractif Imprimerie cyan - magenta - jaune

Choisir une couleur sur power point standard Rouge - Vert - Bleu RVB/RGB personnalisées Teinte - Saturation - Luminance TSL/HSU

L’espace RGB/RVB Red - Green - Blue Rouge - Vert - Bleu

Sytème RVB - le cube des couleurs blanc noir gris

coordonnées trichromatiques de la couleur Commission Internationale de l’Eclairage (1931) Une couleur est représentée par un point dans l’espace RVB OM = R(R) + V(V) + B(B) r = R/(R + V + B) v = V/(R + V+ B) b = B/(R + V + B) r, v, b coordonnées trichromatiques de la couleur il suffit de 2 paramètre espace 2D r + v + b = 1

il faudrait introduire des coefficients négatifs plan r+v+b=1 V B R certaines couleurs pures ne peuvent pas être obtenues par simple additivité il faudrait introduire des coefficients négatifs changement de système de référence RVB XYZ

Diagramme de chromaticité CIE (1931)

Diagramme de chromaticité y = vert spectrum locus = limites de la vision humaine 500 nm couleurs pures couleurs combinées Blanc (1/3 - 1/3) O 780 nm ligne des pourpres 380 nm x = rouge

Une couleur est définie par ses 2 coordonnées chromatiques (x,y) Teinte = A Saturation = OX/OA A x y Une couleur est définie par ses 2 coordonnées chromatiques (x,y) et sa luminance Y

L’espace TSL Teinte Saturation Luminosité plus proche de la sensation physiologique

la couleur est représentée dans un système de 3 coordonnées teinte - saturation - luminosité Teinte longueur(s) d’onde correspondante(s) Saturation mélange avec du blanc rouge ≠ rose une couleur saturée n’est pas mélangée avec du blanc Luminosité intensité lumineuse reçue par l’oeil

Atlas de Munsell (1915) luminosité saturation teinte Méthode systématique d’identification des couleurs en fonction de 3 paramètres Teinte : cercle horizontal Luminosité : axe vertical clair en haut, sombre en bas Saturation : du centre vers l’extérieur

ensemble de planches 2D obtenues Atlas de Munsell (1915) ensemble de planches 2D obtenues par coupe 3D clair sombre

Arbre de Munsell